CN108868981A - 一种检测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种检测系统及方法，该检测系统在柴油机系统的基础上增加了用于检测DOC上游的第一排气成分浓度的第一传感器以及用于检测DOC下游的第二排气成分浓度的第二传感器。柴油机控制器利用第一传感器和第二传感器的检测结果计算DOC的转化效率，如果DOC的转化效率不在预设转化效率允许范围内，即可确定DOC处于硫中毒状态。基于此，可以自动检测DOC硫中毒，这就保证了DOC硫中毒检测的及时性，防止造成后处理堵塞，提高柴油机的使用安全。

Description

一种检测系统及方法

技术领域

本发明涉及柴油机后处理技术领域，更具体地说，涉及一种检测系统及方法。

背景技术

目前，由于排放法规要求，需要在柴油机系统中加装后处理系统，通过后处理系统内部的载体催化剂转化柴油机排气。

但是，由于柴油机常使用硫含量较高的柴油或汽油，这就容易造成后处理系统中的DOC(DieselOxidation Catalyst，柴油机氧化催化器)硫中毒，从而使后处理效率下降。如DOC硫中毒检测不及时，容易造成后处理堵塞，威胁柴油机的使用安全。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种检测系统及方法，技术方案如下：

一种检测系统，包括柴油机系统，所述柴油机系统包括柴油机控制器、柴油机、DOC柴油机氧化催化器和DPF柴油机颗粒物过滤器，所述检测系统还包括：

设置于所述DOC和所述DPF之间的第一传感器、设置于所述DOC和所述柴油机排气口之间的第二传感器，并且所述第一传感器和所述第二传感器与所述柴油机控制器通信连接；

所述第一传感器，用于检测所述DOC上游的第一排气成分浓度；

所述第二传感器，用于检测所述DOC下游的第二排气成分浓度；

所述柴油机控制器，用于在车辆满足预设检测触发条件的情况下，根据所述第一排气成分浓度和所述第二排气成分浓度，计算所述DOC的转化效率；在所述DOC的转化效率不在预设转化效率允许范围内的情况下，确定所述DOC处于硫中毒状态。

优选的，所述检测系统，还包括：报警装置，所述报警装置与所述柴油机控制器通信连接；

所述柴油机控制器，还用于在所述DOC的转化效率不在预设转化效率允许范围内的情况下，向所述报警装置发送触发信息；

所述报警装置，用于基于所述触发信息进行报警。

优选的，所述柴油机控制器，还用于：

在所述DOC的转化效率在预设转化效率允许范围内的情况下，确定所述DOC处于正常状态。

优选的，所述柴油机控制器，还用于：

在所述DOC的转化效率不在预设转化效率允许范围内的情况下，按照预设柴油机扭矩限值控制所述柴油机。

优选的，用于在车辆满足预设检测触发条件的情况下，控制所述柴油机进行主动再生的所述柴油机控制器，具体用于：

在车辆满足行驶里程值大于等于预设里程触发限值、油耗值大于等于预设油耗触发限值和行驶时间大于等于预设时间触发限值中的任意一个或多个的情况下，控制所述柴油机进行主动再生。

优选的，用于根据所述第一排气成分浓度和所述第二排气成分浓度，计算所述DOC的转化效率的所述柴油机控制器，具体用于：

在第一排气成分浓度为第一氧气浓度且第二排气成分浓度为第二氧气浓度的情况下，控制所述柴油机进行主动再生；在主动再生完成后，根据所述第一氧气浓度和获取到的柴油机废气量计算DOC前氧气质量；根据所述第二氧气浓度和所述柴油机废气量计算DOC后氧气质量；利用所述DOC前氧气质量和所述DOC后氧气质量，计算实际燃烧的氧气质量；基于主动再生时所述柴油机所喷射的燃油喷射量，计算理论燃烧的氧气质量；根据所述实际燃烧的氧气质量和所述理论燃烧的氧气质量，计算所述DOC的转化效率。

优选的，用于根据所述第一排气成分浓度和所述第二排气成分浓度，计算所述DOC的转化效率的所述柴油机控制器，具体用于：

在第一排气成分浓度为氮氧化物浓度且第二排气成分浓度为二氧化氮浓度的情况下，根据所述氮氧化物浓度和所述二氧化氮浓度，计算所述DOC的转化效率。

一种检测方法，应用于上述技术方案任意一项所述检测系统中的所述柴油机控制器，所述检测方法包括：

在车辆满足预设检测触发条件的情况下，根据所述第一排气成分浓度和所述第二排气成分浓度，计算所述DOC的转化效率；

在所述DOC的转化效率不在预设转化效率允许范围内的情况下，确定所述DOC处于硫中毒状态。

优选的，在第一排气成分浓度为第一氧气浓度且第二排气成分浓度为第二氧气浓度的情况下，所述根据所述第一排气成分浓度和所述第二排气成分浓度，计算所述DOC的转化效率，包括：

控制所述柴油机进行主动再生；

在主动再生完成后，根据所述第一氧气浓度和获取到的柴油机废气量计算DOC前氧气质量；

根据所述第二氧气浓度和所述柴油机废气量计算DOC后氧气质量；

利用所述DOC前氧气质量和所述DOC后氧气质量，计算实际燃烧的氧气质量；

基于主动再生时所述柴油机所喷射的燃油喷射量，计算理论燃烧的氧气质量；

根据所述实际燃烧的氧气质量和所述理论燃烧的氧气质量，计算所述DOC的转化效率。

优选的，在第一排气成分浓度为氮氧化物浓度且第二排气成分浓度为二氧化氮浓度的情况下，所述根据所述第一排气成分浓度和所述第二排气成分浓度，计算所述DOC的转化效率，包括：

根据所述氮氧化物浓度和所述二氧化氮浓度，计算所述DOC的转化效率。

相较于现有技术，本发明实现的有益效果为：

以上本发明提供一种检测系统及方法，该检测系统在柴油机系统的基础上增加了用于检测DOC上游的第一排气成分浓度的第一传感器以及用于检测DOC下游的第二排气成分浓度的第二传感器。柴油机控制器利用第一传感器和第二传感器的检测结果计算DOC的转化效率，如果DOC的转化效率不在预设转化效率允许范围内，即可确定DOC处于硫中毒状态。基于此，可以自动检测DOC硫中毒，这就保证了DOC硫中毒检测的及时性，防止造成后处理堵塞，提高柴油机的使用安全。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为柴油机系统的部分结构示意图；

图2为本发明实施例提供的检测系统的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的检测方法的方法流程图；

图4为本发明实施例提供的检测方法的另一方法流程图；

图5为本发明实施例提供的检测方法的又一方法流程图；

图6为本发明实施例提供的检测方法的再一方法流程图；

图7为本发明实施例提供的检测方法的再一方法流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为柴油机系统的部分结构示意图，柴油机系统由柴油机控制器(图1中未示出)、柴油机本体以及后处理系统构成，在该结构示意图中，SCR10(Selective CatalyticReduction，选择性催化还原)、DPF20、DOC30以及柴油喷嘴40属于后处理系统，柴油机50、增压器60、中冷器70、节流阀80以EGR(Exhaust Gas Return，废气再循环系统)90则属于柴油机本体。

在图1的基础上，本实施例提供的检测系统还包括设置于DOC和DPF之间的第一传感器1、设置于DOC和柴油机排气口之间的第二传感器2，并且第一传感器1和第二传感器2与柴油机控制器通信连接。该检测系统的结构示意图如图2所示。

第一传感器1，用于检测DOC上游的第一排气成分浓度。

第二传感器2，用于检测DOC下游的第二排气成分浓度。

本实施例中，第一传感器和第二传感器用于检测柴油机排气中指定排气成分的浓度。

柴油机控制器，用于在车辆满足预设检测触发条件的情况下，根据第一排气成分浓度和第二排气成分浓度，计算DOC的转化效率；在DOC的转化效率不在预设转化效率允许范围内的情况下，确定DOC处于硫中毒状态。

本实施例中，如果车辆的当前工况符合预设检测触发条件，比如车辆满足行驶里程值大于等于预设里程触发限值、油耗值大于等于预设油耗触发限值和行驶时间大于等于预设时间触发限值中的任意一个或多个，则执行后续计算DOC的转化效率的过程。

需要说明的是，在DOC的转化效率不在预设转化效率允许范围内的情况下，确定DOC处于正常状态。

在其他一些实施例中，如果第一传感器用于检测DOC上游的第一氧气浓度，第二传感器用于检测DOC下游的第二氧气浓度。此时，柴油机控制器根据第一排气成分浓度和第二排气成分浓度，计算DOC的转化效率的过程如下：

控制柴油机进行主动再生；在主动再生完成后，根据第一氧气浓度和获取到的柴油机废气量计算DOC前氧气质量；根据第二氧气浓度和柴油机废气量计算DOC后氧气质量；利用DOC前氧气质量和DOC后氧气质量，计算实际燃烧的氧气质量；基于主动再生时柴油机所喷射的燃油喷射量，计算理论燃烧的氧气质量；根据实际燃烧的氧气质量和理论燃烧的氧气质量，计算DOC的转化效率。

以下对主动再生进行简单介绍：

主动再生，后处理中喷入柴油，在DOC中氧气与柴油反应，提高DPF内部的温度，利用高温将DPF内的碳颗粒烧掉。

DOC前氧气质量可以按照如下公式(1)计算：

A1＝a1*E (1)

其中，A1为DOC前氧气质量，a1为第一氧气浓度，E为柴油机废气量。

DOC后氧气质量可以按照如下公式(2)计算：

A2＝a2*E (2)

其中，A2为DOC后氧气质量，a2为第二氧气浓度。

实际燃烧的氧气质量可以按照如下公式(3)计算：

A＝A1-A2 (3)

其中，A为实际燃烧的氧气质量。

理论燃烧的氧气质量可以按照如下公式(4)计算：

B＝b*Q (4)

其中，B为理论燃烧的氧气质量，b为主动再生时柴油机所喷射的燃油喷射量，Q为燃烧1单位(1KG)柴油所需的氧气量。

DOC的转化效率可以按照如下公式(5)计算：

C＝A/B (5)

其中，C为DOC的转化效率。

在其他一些实施例中，如果第一传感器用于检测DOC上游的氮氧化物浓度，第二传感器用于检测DOC下游的二氧化氮浓度。此时，柴油机控制器根据第一排气成分浓度和第二排气成分浓度，计算DOC的转化效率的过程如下：

根据氮氧化物浓度和二氧化氮浓度，计算DOC的转化效率。

在此过程中，DOC的转化效率可以按照如下公式(6)计算：

C＝D/F (6)

其中，D为二氧化氮浓度，F为氮氧化物浓度。

综合本实施例所公开的内容，在其他一些实施例中，如果第一传感器用于同时检测DOC上游的第一氧气浓度以及氮氧化物浓度，第二传感器用于检测DOC下游的第二氧气浓度。此时，柴油机控制器根据第一排气成分浓度和第二排气成分浓度，计算DOC的转化效率的过程如下：

结合DOC内部NO的反应方程：NO+1/2O₂＝NO₂，可以利用氧气浓度反应量确定二氧化氮浓度。因此，可利用第一氧气浓度和第二氧气浓度计算二氧化氮浓度；进而根据氮氧化物浓度和二氧化氮浓度，按照上述公式(6)计算DOC的转化效率。

在此过程中，二氧化氮浓度可以按照如下公式(7)计算：

D＝(a2-a1)*2 (7)

在其他一些实施例中，为保护柴油机，柴油机控制器还用于：

在DOC的转化效率不在预设转化效率允许范围内的情况下，按照预设柴油机扭矩限值控制柴油机。

本实施例中，预先为柴油机设置一扭矩限值，在DOC硫中毒时可以及时进行柴油机限扭，从而保护柴油机。

此外，在其他一些实施例中，为及时提醒用户DOC硫中毒，在图2所示出检测系统的基础上，检测系统还包括报警装置，报警装置与柴油机控制器通信连接。此时，柴油机控制器，还用于：

在DOC的转化效率不在预设转化效率允许范围内的情况下，向报警装置发送触发信息。

报警装置，用于基于触发信息进行报警。

本实施例中，报警装置可以为彩灯、嗡鸣器等等，彩灯闪烁、嗡鸣器振动等都可以完成报警。

本发明实施例提供的检测系统，该检测系统在柴油机系统的基础上增加了用于检测DOC上游的第一排气成分浓度的第一传感器以及用于检测DOC下游的第二排气成分浓度的第二传感器。柴油机控制器利用第一传感器和第二传感器的检测结果计算DOC的转化效率，如果DOC的转化效率不在预设转化效率允许范围内，即可确定DOC处于硫中毒状态。基于此，可以自动检测DOC硫中毒，这就保证了DOC硫中毒检测的及时性，防止造成后处理堵塞，提高柴油机的使用安全。

基于上述实施例提供的检测系统，本发明实施例则提供一种检测方法，该检测方法应用于柴油机控制器，方法流程图如图3所示，包括如下步骤：

S10，在车辆满足预设检测触发条件的情况下，根据第一排气成分浓度和第二排气成分浓度，计算DOC的转化效率。

本实施例中，如果车辆的当前工况符合预设检测触发条件，比如车辆满足行驶里程值大于等于预设里程触发限值、油耗值大于等于预设油耗触发限值和行驶时间大于等于预设时间触发限值中的任意一个或多个，柴油机控制器执行后续计算DOC的转化效率的过程。

在一些实施例中，如果第一传感器用于检测DOC上游的第一氧气浓度，第二传感器用于检测DOC下游的第二氧气浓度。此时，步骤S10中“根据第一排气成分浓度和第二排气成分浓度，计算DOC的转化效率”的过程，可以具体采用以下步骤，检测方法的方法流程图如图4所示：

S101，控制柴油机进行主动再生。

S102，在主动再生完成后，根据第一氧气浓度和获取到的柴油机废气量计算DOC前氧气质量。

S103，根据第二氧气浓度和柴油机废气量计算DOC后氧气质量。

S104，利用DOC前氧气质量和DOC后氧气质量，计算实际燃烧的氧气质量。

S105，基于主动再生时柴油机所喷射的燃油喷射量，计算理论燃烧的氧气质量。

S106，根据实际燃烧的氧气质量和理论燃烧的氧气质量，计算DOC的转化效率。

在其他一些实施例中，如果第一传感器用于检测DOC上游的氮氧化物浓度，第二传感器用于检测DOC下游的二氧化氮浓度。此时，步骤S10中“根据第一排气成分浓度和第二排气成分浓度，计算DOC的转化效率”的过程，可以具体采用以下步骤，此时检测方法的方法流程图如图5所示：

S107，根据氮氧化物浓度和二氧化氮浓度，计算DOC的转化效率。

S20，在DOC的转化效率不在预设转化效率允许范围内的情况下，确定DOC处于硫中毒状态。

需要说明的是，在DOC的转化效率不在预设转化效率允许范围内的情况下，确定DOC处于正常状态。

在其他一些实施例中，为保护柴油机，在图3所示出检测方法的基础上，还包括如下步骤，方法流程图如图6所示：

S30，在DOC的转化效率不在预设转化效率允许范围内的情况下，按照预设柴油机扭矩限值控制柴油机。

本实施例中，预先为柴油机设置一扭矩限值，在DOC硫中毒时可以及时进行柴油机限扭，从而保护柴油机。

此外，在其他一些实施例中，为及时提醒用户DOC硫中毒，检测系统还包括与柴油机控制器通信连接的报警装置，此时，在图3所示出检测方法的基础上，还包括如下步骤，方法流程图如图7所示：

S40，在DOC的转化效率不在预设转化效率允许范围内的情况下，向报警装置发送触发信息，以使报警装置基于触发信息进行报警。

本实施例中，报警装置可以为彩灯、嗡鸣器等等，彩灯闪烁、嗡鸣器振动等都可以完成报警。

本发明实施例提供的检测方法，柴油机控制器利用第一传感器和第二传感器的检测结果计算DOC的转化效率，如果DOC的转化效率不在预设转化效率允许范围内，即可确定DOC处于硫中毒状态。基于此，可以自动检测DOC硫中毒，这就保证了DOC硫中毒检测的及时性，防止造成后处理堵塞，提高柴油机的使用安全。

以上对本发明所提供的一种检测系统及方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备所固有的要素，或者是还包括为这些过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种检测系统，包括柴油机系统，所述柴油机系统包括柴油机控制器、柴油机、DOC柴油机氧化催化器和DPF柴油机颗粒物过滤器，其特征在于，所述检测系统还包括：

设置于所述DOC和所述DPF之间的第一传感器、设置于所述DOC和所述柴油机排气口之间的第二传感器，并且所述第一传感器和所述第二传感器与所述柴油机控制器通信连接；

所述第一传感器，用于检测所述DOC上游的第一排气成分浓度；

所述第二传感器，用于检测所述DOC下游的第二排气成分浓度；

所述柴油机控制器，用于在车辆满足预设检测触发条件的情况下，根据所述第一排气成分浓度和所述第二排气成分浓度，计算所述DOC的转化效率；在所述DOC的转化效率不在预设转化效率允许范围内的情况下，确定所述DOC处于硫中毒状态。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述检测系统，还包括：报警装置，所述报警装置与所述柴油机控制器通信连接；

所述柴油机控制器，还用于在所述DOC的转化效率不在预设转化效率允许范围内的情况下，向所述报警装置发送触发信息；

所述报警装置，用于基于所述触发信息进行报警。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述柴油机控制器，还用于：

在所述DOC的转化效率在预设转化效率允许范围内的情况下，确定所述DOC处于正常状态。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述柴油机控制器，还用于：

在所述DOC的转化效率不在预设转化效率允许范围内的情况下，按照预设柴油机扭矩限值控制所述柴油机。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，用于在车辆满足预设检测触发条件的情况下，控制所述柴油机进行主动再生的所述柴油机控制器，具体用于：

在车辆满足行驶里程值大于等于预设里程触发限值、油耗值大于等于预设油耗触发限值和行驶时间大于等于预设时间触发限值中的任意一个或多个的情况下，控制所述柴油机进行主动再生。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，用于根据所述第一排气成分浓度和所述第二排气成分浓度，计算所述DOC的转化效率的所述柴油机控制器，具体用于：

在第一排气成分浓度为第一氧气浓度且第二排气成分浓度为第二氧气浓度的情况下，控制所述柴油机进行主动再生；在主动再生完成后，根据所述第一氧气浓度和获取到的柴油机废气量计算DOC前氧气质量；根据所述第二氧气浓度和所述柴油机废气量计算DOC后氧气质量；利用所述DOC前氧气质量和所述DOC后氧气质量，计算实际燃烧的氧气质量；基于主动再生时所述柴油机所喷射的燃油喷射量，计算理论燃烧的氧气质量；根据所述实际燃烧的氧气质量和所述理论燃烧的氧气质量，计算所述DOC的转化效率。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，用于根据所述第一排气成分浓度和所述第二排气成分浓度，计算所述DOC的转化效率的所述柴油机控制器，具体用于：

在第一排气成分浓度为氮氧化物浓度且第二排气成分浓度为二氧化氮浓度的情况下，根据所述氮氧化物浓度和所述二氧化氮浓度，计算所述DOC的转化效率。

8.一种检测方法，其特征在于，应用于权利要求1～7任意一项所述检测系统中的所述柴油机控制器，所述检测方法包括：

在车辆满足预设检测触发条件的情况下，根据所述第一排气成分浓度和所述第二排气成分浓度，计算所述DOC的转化效率；

在所述DOC的转化效率不在预设转化效率允许范围内的情况下，确定所述DOC处于硫中毒状态。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，在第一排气成分浓度为第一氧气浓度且第二排气成分浓度为第二氧气浓度的情况下，所述根据所述第一排气成分浓度和所述第二排气成分浓度，计算所述DOC的转化效率，包括：

控制所述柴油机进行主动再生；

在主动再生完成后，根据所述第一氧气浓度和获取到的柴油机废气量计算DOC前氧气质量；

根据所述第二氧气浓度和所述柴油机废气量计算DOC后氧气质量；

利用所述DOC前氧气质量和所述DOC后氧气质量，计算实际燃烧的氧气质量；

基于主动再生时所述柴油机所喷射的燃油喷射量，计算理论燃烧的氧气质量；

根据所述实际燃烧的氧气质量和所述理论燃烧的氧气质量，计算所述DOC的转化效率。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，在第一排气成分浓度为氮氧化物浓度且第二排气成分浓度为二氧化氮浓度的情况下，所述根据所述第一排气成分浓度和所述第二排气成分浓度，计算所述DOC的转化效率，包括：

根据所述氮氧化物浓度和所述二氧化氮浓度，计算所述DOC的转化效率。